随着大学扩招而导致的生师比矛盾日益突出,本科生毕业论文的质量呈现逐年下滑态势。结合本科毕业论文的指导经历和对科技论文写作课程的教学实践,针对数学类专业本科毕业论文选题和指导过程的特点,提出对提升本科毕业论文质量的几点思考,并给出相应的解决思路和改革方法。毕业论文是本科教育的重要环节,是授予学士学位的必要条件,也是目前本科教学工作水平评估中全面检验学生综合素质和学校教学质量的主要依据。[1][2]撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力有着重要的意义。从1999年起,我国开始进入大学全面扩招阶段,各个院校招收的学生数量不断增加,而师资的增长速度却没有跟上。这一方面导致生师比矛盾不断扩大;另一方面,高校录取人数的增加导致学校生源质量下降,这对维持原有本科生培养质量提出了更大的挑战。[3][4][5]以上两个客观外部因素均导致了本科毕业论文质量呈现逐年下滑的态势。为此,教育部办公厅专门出台文件--《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(教育厅[2004]14号),要求各高等学校要进一步做好毕业设计(论文)工作,切实提高教育质量。如何提高本科毕业论文的质量成为高校教学和管理部门的重要任务。本文以数学类专业为例,通过分析导致本科毕业论文质量下降的主观内部因素入手,在如何提高本科毕业论文质量这一问题上提出了几点思考。一、 本科毕业论文质量下降的表现和原因(一)选题问题教育部关于《加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》明确要求,毕业设计(论文)选题要切实做到与科学研究、技术开发、经济建设和社会发展紧密结合,要把一人一题作为选题工作的重要原则。根据近几年的观察,我们发现本科毕业论文的题目难度在不断下降,题目越来越贴近课本基础知识而远离科技进步和社会发展。同往年相比,有新意的题目越来越少,重复率很高。这也导致了越来越难评选出真正的优秀毕业论文,多人一题的现象很普遍。(二)完成度问题从论文的完成度来看,出现的问题更多。以往教师还能要求学生针对某一问题进行少许创新,提出自己的想法,体现自己的工作。现在教师只要求学生把问题弄懂、写清楚就行,只要把别人做过的事情重复一遍就行,只要格式上没有问题就行,只要不明显抄袭就行。就算标准降低到如此,许多学生的论文还是惨不忍睹:格式极不规范,字体字号错乱,前后不统一;图表没有图题、表题,缺少序号,图表采用截图,清晰度不够;摘要不像摘要,写不清楚自己要解决什么问题,达到什么目标,如何解决,有何收获;英文摘要全靠软件翻译,词不达意,语句不通;正文结构不合理,缺少引言和背景介绍,直接进入正题;参考文献格式不规范,在正文中没有标记引用。更有的学生在撰写毕业论文时,抄袭前几届学生的论文或者网络数据库中的学位论文,在答辩时一问三不知,连自己所研究的问题都讲不清楚。表面上看,这些问题是由于学生素质下降、找工作难分散了精力、论文准备时间短、学习态度不端正等因素造成的。事实上,把所有责任都推到学生身上是不合理的。我们认为,本科生毕业论文质量下降最直接的原因是学校和教师没有重视毕业论文。首先,近年来由于高等教育由精英化向大众化转变,高校扩招导致学生的就业压力增加,学生的就业率成为学校行政部门最关心的事情。而毕业论文的撰写阶段正好与学生找工作的时间重合,并且毕业论文的质量和就业的关系不大,所以主管部门不仅没有对毕业论文质量提出高要求,而且还在一定程度上纵容学生对毕业论文敷衍了事。其次,由于生师比不断上升,每个教师指导毕业论文的任务加重,指导教师在每个学生身上投入的精力相对减少,造成学生毕业论文得不到教师的充分地指导和有效监督。最后,由于缺少对指导毕业论文的奖励机制,教师的辛劳付出和回报不成正比,教师花大力气指导出优秀毕业论文,却没有得到任何考评政策上和经济上的回报,这样教师自然越来越不重视指导毕业论文写作。二、数学类专业本科毕业论文的特点数学类本科主要包括数学与应用数学、信息与计算科学和统计学三个专业。其中统计学虽然属于独立的一级学科,但在大部分高校都是放在数学系下面招生,和数学专业的培养方式类似。与理工科其他专业相比,数学类专业本科毕业论文具有理论性强、工具性强和实践性弱三个特点。首先,数学专业是理论性很强的学科,偏重科研基础训练。数学与应用数学专业是历史最悠久的数学专业,其目标是培养掌握数学科学的基本理论与基本方法,具备运用数学知识、使用计算机解决实际问题的能力,受过科学研究的初步训练,能在科技、教育和经济部门从事研究、教学工作的人才。在该专业的课程设置方面,大多数专业课程都比较理论化,很少有课程涉及具体的应用环节。这就导致本科毕业论文的题目类研究生化,大多是简单的数学理论科研问题。而对于当前的数学专业本科生来说,由于专业功底差,基础不扎实,或者从事数学研究的兴趣不高,要想把数学理论问题做好的难度很大。前些年,数学专业的本科毕业论文大多数都是和数学理论相关的题目。最近几年,数学理论类毕业论文题目越来越不受学生欢迎,即使有学生选择也只是些科普综述性的题目。其次,数学专业具有很强的工具性。随着本科生培养方案越来越倾向于应用型人才,为了提高就业率,数学类专业都根据自身特点增加了很多工具性课程。比如数学与应用数学专业强化数学建模、金融建模等课程,统计学专业强化数据处理和分析类课程,信息与计算科学专业强化编程类、计算机应用和数据挖掘等课程。这也使得本科毕业论文题目逐渐和某一工具性课程相结合,研究或实现某一工具算法的使用过程。这类毕业论文既能体现专业背景,又能锻炼学生解决问题的能力,因此越来越受学生的欢迎。最后,数学专业的实践性较弱,缺少对口的一线工作岗位,适合做间接开发和二手数据处理。不同于建筑、机械、人力资源、市场营销等实践型专业,数学属于研究型基础专业,所学知识更适合做一些间接研究型的工作,如教师、研究员、数据分析师和开发工程师等。换句话说,数学专业属于万金油专业,没有具体的对口职业限制,学生掌握的只是工具,用来做什么要看学生的兴趣。因此,数学类专业在毕业论文选择方面具有较大的灵活性,可以根据学生自身的兴趣和职业规划来制定相关的题目。在我们指导过的毕业论文中,有做金融证券建模分析的,有做农业数据分析的,有做数据挖掘的,有做社会调查问卷分析的,只要是能用到数学工具来解决某一个实际问题,我们都认为是符合专业定位的好论文。三、提升本科毕业论文质量的三点思考根据以上发现的问题和数学类专业本科毕业论文的特点,我们提出以下三点思考,目的是切实提高毕业论文质量。这三点分别是上层的政策保障,中层的经济刺激和底层的过程优化。这三点相辅相成,缺一不可。首先,学校管理层要拿出政策强化本科毕业论文的地位,这样才能引起学生和教师的重视。其次,要有相应的考评激励和经济鼓励,这样才能激发教师的积极性。再次,在具体指导过程中要改进原有的做法,这样才能实现提高毕业论文质量的目标。(一)制订政策提高毕业论文的地位教育部在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》(教育厅[2004]14号)中明确指出,毕业论文(设计)水平是在本科教学工作水平评估中全面检验学生综合素质和学校教学质量的主要依据,在整个指标体系中占有突出位置。虽然高校的主管部门要求高校重视毕业论文的质量,但是没有给出评价毕业论文质量的详细指标体系,只是含糊地要求毕业论文选题要切实做到与科学研究、技术开发、经济建设和社会发展紧密结合,要把一人一题作为选题工作的重要原则。因此,各高校在执行过程中只是要求达到选题和专业相关、格式正确、一人一题这样的简单指标即可,这导致参与者提高毕业论文质量的意愿不强烈。对于这一问题,学校管理部门一定要带头立好规矩,要提高毕业论文质量在院系教学工作评估中的比重,要制订详细的制度,从选题、开题、中期检查、随机抽查、论文答辩等一系列相关管理规定,对毕业论文进行规范化管理。要把能否高质量地完成毕业论文作为授予学士学位的必要条件,不能放松要求。对毕业论文的质量检查要有详细的量化指标,比如选题难度、个人工作所占比例、创新性工作所占比例、完成度等。只有对院系和学生两头严格规定,才能引起双方的共同重视。(二)提高毕业论文的奖励除了设定外部压力,提高教师和学生对毕业论文的重视外,还要有一定的内在奖励政策作为辅助,增强内生动力。不然,再严格的规定也只会使大家表面附和,心底抗拒,应付了事。随着学生的增加,学院为了鼓励教师多带毕业论文,提高了带毕业论文的报酬,这在一定程度上激发了教师多带毕业论文的热情。但是这种激励的效果仅限于选题阶段,导师为了多带学生,会想办法出一些好题目吸引学生。然而,在招到学生后,后续的指导过程没有任何奖励,即使带出了优秀毕业论文,学生和教师也不能获得任何额外奖励。因此,不仅教师无心栽培优秀毕业论文,学生也不愿意花时间去争优。同上课相比,如果评教成绩高,教师在评职称和评先进时会得到加分,而带毕业论文,带多少和带的质量高低对评职称评先进没有任何关系。所以很多教师宁愿把精力放在教学和科研上,也不愿花在指导毕业论文上。这就需要管理部门拿出相应的政策奖励和经济奖励,对获优秀论文的学生、指导教师以及在毕业论文教学工作中成绩突出的单位,学校要予以表彰,大力宣传表扬,对院级和校级优秀毕业论文获得者给予一定的经济奖励。在评职称条例中增加指导优秀毕业论文的条款,优秀毕业论文指导教师可以作为年度评优的首推对象,以充分发挥评比表彰在教学实践中的激励作用。(三)优化毕业论文的指导过程外部压力和内生动力都具备后,就要采取相应措施优化毕业论文的指导过程。措施主要包括以下几方面。1.鼓励学生提前进入毕业论文课题研究。我们发现,大多数优秀本科毕业论文都是学生很早就和指导教师建立了联系,有的是参加数学建模比赛,有的是进入导师课题组、旁听讨论班和参与部分研究工作。建议在大学第二年开展本科生研究计划,通过数学建模比赛、创新创业比赛等,提前为学生分配导师,让学生在导师指导下有步骤地进行学习和科研训练,提高科研能力和其他能力。还可以鼓励学生参与导师的课题研究,了解学科前沿,学习研究方法,培养发现问题、观察问题、解决问题的能力。2.为学生开设科技论文写作课程,让学生了解学位论文的准备过程和写作方法,保证格式正确,确保每一个环节都不出错。3.引入研究生的送审制和预答辩制,如果论文达不到要求,要限期整改,不然不允许答辩。4.使用防抄袭工具对毕业论文进行检测,检测不合格者不允许送审,坚决杜绝抄袭等违背学术道德的情况发生。四、结束语本文结合本科毕业论文的指导经历和对科技论文写作课程的教学实践,针对如何提高本科毕业论文质量这一问题,提出了三点建议。首先,管理部门要制定严格的制度保证毕业论文的地位,提高学生和教师的重视度。其次,出台奖励政策作为辅助,增强内生动力。最后,在具体指导过程中,要鼓励学生通过参加学科竞赛等方式,提前和导师建立联系。这一系列措施,将有助于提高高校本科生毕业论文的质量。
数学应用数学本科毕业论文篇2 试谈数学软件在高等数学教学中的应用 【摘要】高等数学是理工科大学生必修的一门基础课程,具有极其重要的作用.本文以Mathematic软件为例子介绍了其在高等数学课程教学中的几点应用,即用符号运算和可视化的功能辅助教学研究.不仅可以激发学生学习的兴趣,提高课堂效率,而且能提高学生分析和解决问题的能力,可以培养学生的动手能力和创新能力. 【关键词】Mathematic;符号运算;图形处理;高等数学 一、引 言 随着现代科学技术的迅猛发展和教育改革的不断深入,新的知识不断涌现,社会对现在的大学生的要求也越来越高,不仅要求他们具有扎实的理论基础,而且要求他们具有较强的动手能力和一定的创新能力,传统的高等数学教学内容和教学方法不断受到冲击.为了适应这种发展的需要,高校教师就需要不断地对教学内容和教学手段进行改革:如何运用现代信息技术提高课堂教学的质量和效率,不仅教给他们理论知识,而且要教给他们处理实际问题的工具和方法. 而数学软件正是这样一个必备的工具.目前,数学软件有很多,较流行的有四种:Maple、Matlab、MathCAD、Mathematica,这几种数学软件各有所长,难以分出伯仲.Maple与Mathematica以符号计算见长,Matlab以数值计算为强,而MathCAD则具有简洁的图形界面和可视化功能,本文以Mathematica在高等数学中的应用进行介绍.Mathematica是由位于美国伊利诺州的伊利诺大学Champaign分校附近的Wolfram Research公司开发的一个专门进行数学计算的软件. 从1988年问世至今,已广泛地应用到工程、应用数学、计算机科学、财经、生物、医学、生命科学以及太空科学等领域,深受科学家、学生、教授、研究人员及工程师的喜爱.很多论文、科学报告、期刊杂志、图书资料、计算机绘图等都是Mathematica的杰作.Mathematica的基本系统主要由C语言开发而成,因而可以比较容易地移植到各种平台上,其功能主要是强大的符号运算和强大的图形处理,使你能够进行公式推导,处理多项式的各种运算、矩阵的一般运算, 求有理方程和超越方程的(近似)解,函数的微分、积分,解微分方程,统计,可以方便地画出一元和二元函数的图形,甚至可以制作电脑动画及音效等等.我们努力追求的目标是如何将数学软件(如Mathematica)与高等数学教学有机地结合起来,起到促进教学改革和提高教学质量的作用. 二、Mathematica在教学中的作用 Mathematica语言非常简单,很容易学会并熟练掌握,在教学中有以下两个作用: 1.利用Mathematica符号运算功能辅助教学,提高学生的学习兴趣和运算能力 学习数学主要是基本概念和基本运算的掌握.要想掌握基本运算,传统的做法是让学生做大量的习题,数学中基本运算的学习导致脑力和体力的高强度消耗,很容易让学生失去学习兴趣,Mathematica软件中的符号运算功能是学生喜欢的一大功能,利用它可以求一些比较复杂的导数、积分等,学生很容易尝试比较困难的习题的解决,可以提高学生的学习兴趣,牢固地掌握一种行之有效的计算方法. 例1利用符号运算求导数. 利用Mathematica还可以解决求函数导数和偏导数、一元函数定积分和不定积分、常微分方程的解等.由于输入的语言和数学的自然语言非常近似,所以很容易掌握且不容易遗忘.Mathematica不仅是一种计算工具和计算方法,而且是一种验证工具,充分利用Mathematica这个工具进行验证,可以使得学生轻松地理解和接受在高等数学的教学中遇到的难理解的概念和结论.另外,在教学中会遇到难度比较大的习题,利用Mathematica可以验证我们作出的结果是否正确. 2.利用Mathematica可视化功能辅助教学,提高学生分析和解决问题的能力 利用Mathematica可视化功能辅助教学,可以很方便地描绘出函数的二维和三维图形,还可以用动画形式来演示函数图形连续变化的过程,图形具有直观性的特点,可以激发学生的兴趣,是教师吸引学生眼球,展示数学“美”的一种有效的教学手段,可以达到很好的教学效果. 在高等数学的教学中遇到的学生难理解的概念和结论,如果充分利用Mathematica这个工具进行验证,就可以让学生比较轻松地理解和接受. 在空间解析几何和多元函数微积分这两章内容中,涉及许多三维的函数图形,三维函数图形用人工的方法很难作出,要掌握二元函数的性质就需要学生较强的空间想象能力,这对一部分学生来说非常困难.利用Mathematica软件可以作出比较直观的三维图形,学生利用Mathematica软件就比较容易掌握这两章内容. 总之,高等数学中引入数学软件教学,在很多方面正改变着高等数学教学的现状,能给传统的教学注入新的活力,在教学中要充分发挥数学软件(如Mathematica)的作用,培养学生学习高等数学的兴趣,突出他们在学习中的主体地位,提高他们分析解决问题的能力,培养他们的创新意识. 三、结束语 本文探讨了在高等数学的课堂教学中,如何利用Mathematica软件的符号运算功能与可视化功能激发学生学习知识的动力,优化教学效果,提高课堂效率.在教学过程中,适当地运用数学软件,可将抽象的数学公式可视化、具体化,便于学生理解和掌握,最终起到化难为易、 化繁为简的作用.总之,高校教师在教学过程中,若能充分运用数学软件技术与多媒体技术辅助课堂教学,发挥新技术的优势,发掘新技术的潜力,必能提高教学的质量和效果. 【参考文献】 [1]郭运瑞,刘群,庄中文.高等数学(上)[M] .北京:人民出版社,2008. [2]郭运瑞,彭跃飞.高等数学(下)[M] .北京:人民出版社,2008. [3] (美)D尤金(著).Mathematica使用指南(全美经典学习指导系列) [M].邓建松,彭冉冉译.北京:科学出版社,2002. 猜你喜欢: 1. 数学与应用数学毕业论文范文 2. 应用数学教学论文 3. 应用数学系毕业论文 4. 本科数学系毕业论文 5. 数学专业本科毕业论文 6. 数学与应用数学毕业论文
我这里有一份“等”对“不等”的启示 对于解集非空的一元二次不等式的求解,我们常用“两根之间”、“两根之外”这类简缩语来说明其结果,同时也表明了它的解法.这是用“等”来解决“不等”的一个典型例子.从表面上看,“等”和“不等”是对立的,但如果着眼于“等”和“不等”的关系,会发现它们之间相互联系的另一面.设M、N是代数式,我们把等式M=N叫做不等式M<N,M≤N,M>N、M≥N相应的等式.我们把一个不等式与其相应的等式对比进行研究,发现“等”是“不等”的“界点”、是不等的特例,稍微深入一步,可以从“等”的解决来发现“不等”的解决思路、方法与技巧.本文通过几个常见的典型例题揭示“等”对于“不等”在问题解决上的启示. � 1.否定特例,排除错解 �解不等式的实践告诉我们,不等式的解区间的端点是它的相应等式(方程)的解或者是它的定义区间的端点(这里我们把+∞、-∞也看作端点).因此我们可以通过端点的验证,否定特例,排除错解,获得解决问题的启示. �例1 满足sin(x-π/4)≥1/2的x的集合是(). ��A.{x|2kπ+5π/12≤x≤2kπ+13π/12,k∈Z} ��B.{x|2kπ-π/12≤x≤2kπ+7π/12,k∈Z} ��C.{x|2kπ+π/6≤x≤2kπ+5π/6,k∈Z} ��D.{x|2kπ≤x≤2kπ+π/6,k∈Z}∪{2kπ+5π/6≤(2k+1)π,k∈Z}(1991年三南试题) �分析:当x=-π/12、x=π/6、x=0时,sin(x-π/4)<0,因此排除B、C、D,故选A. �例2 不等式 +|x|/x≥0的解集是(). ��A.{x|-2≤x≤2} ��B.{x|- ≤x<0或0<x≤2} ��C.{x|-2≤x<0或0<x≤2} ��D.{x|- ≤x<0或0<x≤ } � 分析:由x=-2不是原不等式的解排除A、C,由x=2是原不等式的一个解排除D,故选B. �这两道题若按部就班地解来,例1是易错题,例2有一定的运算量.上面的解法省时省力,但似有“投机取巧”之嫌.选择题给出了三误一正的答案,这是问题情景的一部分.而且是重要的一部分.我们利用“等”与“不等”之间的内在联系,把目光投向解区间的端点,化繁为简,体现了具体问题具体解决的朴素思想,这种“投机取巧”正是抓住了问题的特征,体现了数学思维的敏捷性和数学地解决问题的机智.在解不等式的解答题中,我们可以用这种方法来探索结果、验证结果或缩小探索的范围. �例3 解不等式loga(1-1/x)>1.(1996年全国高考试题) �分析:原不等式相应的等式--方程loga(1-1/x)=1的解为x=1/(1-a)(a≠1是隐含条件).原不等式的定义域为(1,+∞)∪(-∞,0).当x→+∞或x→-∞时,loga(1-1/x)→0,故解区间的端点只可能是0、1或1/(1-a).当0<a<1时,1/(1-a)>1,可猜测解区间是(1,1/(1-a));当a>1时,1/(1-a)<0,可猜测解区间是(1/(1-a),0).当然,猜测的时候要结合定义域考虑. �上面的分析,可以作为解题的探索,也可以作为解题后的回顾与检验.如果把原题重做一遍视为检验,那么一则费时,对考试来说无实用价值,对解题实践来说也失去检验所特有的意义;二则重做一遍往往可能重蹈错误思路、错误运算程序的复辙,费时而于事无补.因此,抓住端点探索或检验不等式的解,是一条实用、有效的解决问题的思路. �2.诱导猜想,发现思路 �当我们证明不等式M≥N(或M>N、M≤N、M<N)时,可以先考察M=N的条件,基本不等式都有等号成立的充要条件,而且这些充要条件都是若干个正变量相等,这就使我们的思考有了明确的目标,诱导猜想,从而发现证题思路.这种思想方法对于一些较难的不等式证明更能显示它的作用. �例4 设a、b、c为正数且满足abc=1,试证:1/a3(b+c)+1/b3(c+a)+1/c3(a+b)≥3/2.(第36届IMO第二题) �分析:容易猜想到a=b=c=1时,原不等式的等号成立,这时1/a3(b+c)=1/b3(c+a)=1/c3(a+b)=1/2.考虑到“≥”在基本不等式中表现为“和”向“积”的不等式变换,故想到给原不等式左边的每一项配上一个因式,这个因式的值当a=b=c=1时等于1/2,且能通过不等式变换的运算使原不等式的表达式得到简化. �1/a3(b+c)+(b+c)/4bc≥ =1/a, �1/b3(a+c)+(a+c)/4ca≥1/b, �等号不一定成立而启迪我们对问题进一步探索的典型例子是1997年全国高考(理科)第22题: �例8 甲、乙两地相距S千米(km),汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c千米/小时(km/h).已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(千米/小时)的平方成正比,比例系数为b,固定部分为a元. �Ⅰ.把全程运输成本y(元)表示为速度v(千米/小时)的函数,并指出这个函数的定义域; �Ⅱ.为了使全程运输成本最小,汽车应以多大的速度行驶? �分析:y=aSv+bSv,v∈(0,c〕,由y≥2S 当且仅当aS/v=bSv,即当v= 时等号成立得,当v= 时y有最小值.这是本题的正确答案吗?那就得考虑v= 是否一定成立.当 ≤c时可以,但 是有可能大于c的.这就引发了我们进行分类讨论的动机,同时也获得分类的标准. �综上所述,“等”是不等式问题中一道特殊的风景,从“等”中寻找问题解决的思路,本质上是特殊化思想在解题中的应用.从教学上看,引导学生注视不等式问题中的“等”,是教会学生发现问题、提出问题,从而分析问题、解决问题的契机. �1/c3(a+b)+(a+b)/4ab≥1/c, �将这三个等式相加可得 �1/a3(b+c)+1/b3(c+a)+1/c3(a+b)≥1/a+1/b+1/c-(1/4)〔(b+c)/bc+(c+a)/ca+(a+b)/ab〕=(1/2)(1/a+1/b+1/c)≥(3/2) =3/2,从而原不等式获证. �这道题看似不难,当年却使参赛的412名选手中有300人得0分.上述凑等因子的思路源于由等号的成立条件而产生的猜想,使思路变得较为自然,所用的知识是一般高中生所熟知的.再举二例以说明这种方法有较大的适用范围. �例5 设a,b,c,d是满足ab+bc+cd+da=1的正实数,求证:a3/(b+c+d)+b3/(a+c+d)+c3/(a+b+d)+d3/(a+b+c)≥1/3.(第31届IMO备选题) �证明:a3/(b+c+d)+a(b+c+d)/9≥(2/3)a2, �b3/(a+c+d)+b(a+c+d)/9≥(2/3)b2, �c3/(a+b+d)+c(a+b+d)/9≥(2/3)c2, �d3/(a+b+c)+d(a+b+c)/9≥(2/3)d2. �∴ a3/(b+c+d)+b3/(a+c+d)+c3/(a+b+d)+d3/(a+b+c)≥(2/3)(a2+b2+c2+d2)-(2/9)(ab+bc+cd+da+ac+bd) �=(5/9)(a2+b2+c2+d2)-(2/9)(ab+bc+cd+da)+(1/9)(a2+c2-2ac+b2+d2-2bd) �≥(5/9)(a2+b2+c2+d2)-(2/9)(ab+bc+cd+da)≥(5/9)(ab+bc+cd+da)-(2/9)(ab+bc+cd+da)=(1/3)(ab+bc+cd+da)=1/3. �当a=b=c=d=1/2时,原不等式左边的四个项都等于1/12,由此出发凑“等因子”.对于某些中学数学中的常见问题也可用这种方法解决,降低问题解决对知识的要求. �例6 设a,b,c,d∈R+,a+b+c+d=8,求M= + + + 的最大值. �分析:猜想当a=b=c=d=2时M取得最大值,这时M中的4个项都等于3.要求M的最大值,需将M向“≤”的方向进行不等变换,由此可得3 ≤(3+4a+1)/2=2a+2,3 ≤2b+2,3 ≤2c+2,3 ≤2d+2.于是3M≤2(a+b+c+d)+8=24,∴M≤8.当且仅当a=b=c=d时等号成立,所以M的最大值为8. �当然,例6利用平方平均数不小于算术平均数是易于求解的,但需要高中数学教材外的知识.利用较少的知识解决较多的问题,是数学自身的追求,而且从教学上考虑,可以更好地培养学生的数学能力.先有猜想,后有设计,再有证法,也是数学地思考问题的基本特征. �3.引发矛盾,启迪探索 �在利用基本不等式求最大值或最小值时,都必须考虑等号能否取得,这不仅是解题的规范要求,而且往往对问题的解决提供有益的启示.特别当解题的过程似乎顺理成章,但等号成立的条件却发生矛盾或并不一定成立.这一新的问题情景将启迪我们对问题的进一步探索. �例7 设a,b∈R+,2a+b=1,则2 -4a2-b2有(). ��A.最大值1/4� B.最小值1/4 ��C.最大值( -1)/2� D.最小值( -1)/2 � 分析:由4a2+b2≥4ab,得原式≤2 -4ab=-4( )2+2 =-4( -1/4)2+1/4≤1/4.若不对不等变换中等号成立的条件进行研究,似已完成解题任务,而且觉得解题过程颇为自然,但若研究一下等号成立的条件,则出现了矛盾:要使4a2+b2≥4ab中的等号成立,则应有2a=b=1/2,这时 = /4≠1/4,第二个“≤”中的等号不能成立.这一矛盾使我们感觉到解题过程的错误,促使我们另辟解题途径.事实上,原式=2 -(2a+b)2+4ab=4ab+2 -1,而由1=2a+b≥2 得0< ≤ /4,ab≤1/8,∴原式≤ /2+1/2-1=( -1)/2,故选�C. 本文来自论文大学网
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